CABECERA 2 CABECERA1

Líder de la línea de investigación

Sergio Yañez Cart

PhD Sergio Yañez Cart

PERFIL

RESEARCH KEYWORDS: Composite Steel Joist, Shear Stud Anchor, Variational Analysis



Una cercha de acero colaborante integra la fuerza de la viga de acero junto con la losa de hormigón de una manera similar. La Fig. 1 muestra una configuración típica de este sistema.



12

Fig. 1. Viga reticulada compuesta (Samuelson 2003)



Los perfiles trapezoidales de acero son ampliamente utilizados en sistemas colaborantes. En los perfiles de canal abierto existe un refuerzo central dentro de la canal que no permite soldar el conector en el centro de la depresión; esta posición excéntrica coloca al conector en el llamado posición ‘fuerte’ o ‘débil’, que afecta a la resistencia de la viga debido a los esfuerzos cortantes longitudinales de la fuerza F (Fig. 3).



123

Fig. 3. Cross section of a trough of profiled sheeting, with a stud in the ‘weak’ location



Comportamiento Lineal del Conector de Corte



Generalmente se asume que el conector de corte se comporta de forma lineal con respecto al desplazamiento relativo del hormigón y el acero, como muestra la Fig. 4, obteniéndose la siguiente relación:

1234-b(1)

cercha-1

Fig. 4. Modelo infinitesimal de la cercha colaborante deformada (Yanez 2015)



La ecuación para las fuerzas internas a nivel de hormigón en términos de la rotación de la viga pueden ser descritas como:



ecua-1(2)

donde,



ecua-2(3)

ecua-34(4)

ecua-345(5)

Análisis variacional para el comportamiento mecánico del conector



Aunque se pueden utilizar métodos variacionales para encontrar soluciones exactas, su real poder es como método sistemático para encontrar soluciones aproximadas a problemas de valor de límite. En primer lugar, el principio del trabajo virtual se demuestra con el equilibrio en el sistema compuesto. Así, las ecuaciones diferenciales que gobiernan pueden determinarse por el uso de principios de análisis variacionales. El procedimiento trata las reacciones en los apoyos como fuerzas externas; por lo tanto no hay energía de tracción almacenada dentro del sistema debido a estas fuerzas. En consecuencia, la energía potencial total (π) se puede definir como la suma de la energía de tracción total (U) y el trabajo externo producto de la carga como:



Modelación en Elementos Finitos



Una modelación del push-out test utilizando elementos finitos puede ser realizada con éxito para la predicción de esfuerzos a nivel de conector de corte en un sistema de losas colaborantes. Las siguientes figuras muestras el experimentos real utilizando como base de diseño la norma europea Eurcode 4, y los modelos usados en el programa ANSYS®.



nocolab.

nocolab.

RESEARCH EXPERIENCE / Research Assistant



    Structural Engineering Teaching and Research Laboratory (SETRL), Villanova University (2010–15):

    • Analytical investigation of the nonlinear behavior of shear stud connectors.

    • Parametric study of Composite Steel Joist systems using experimental data for the shear stud connection behavior.

    • Experimental study of the nonlinear behavior of the shear stud connector embedded in a concrete-steel joist system.

    • Experimental study of deflection of wood I-joist beams under dead load conditions.

    • Measure and analysis of results from tension and bending resistance tests of the stay-in-place concrete form for a private engineering company.



PUBLICATIONS (pending approval)



    Yanez et al., “Composite Concrete – Steel Joist Analysis using an Experimental Stud Anchor Stiffness Factor from Push-out Tests”, Journal of Structural Engineering, 2015.

    Yanez et al., “Experimental Characterization for the Shear Stud Anchor used in Composite Steel Joist Systems”, Journal of Structural Engineering, 2015.



IN PROCESS



    DICYT REGULAR, USACH, “Utilización de la Modelación en Elementos Finitos para la Caracterización Mecánica del Conector de Corte Usado en Sistemas Compuestos de Hormigón y Vigas de Acero Reticuladas”.



PRESENTATIONS



    S. Yanez, “Modelo Matemático para la modelación mecánica del conector de corte utilizado en losas colaborantes”, XXII Semana de Conferencias del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles. Santiago 2015.

    S. Yanez, “Composite Construction”, SETRL Villanova University, October 2011.

    S. Yanez, “Composite Steel Joist”, SETRL Villanova University, December 2011.

    S. Yanez, “2007 SJI Standard Specification and 2011 Steel Construction Manual”, March 2013.

    S. Yanez, “Analytical and Experimental Characterization of Composite Steel Joist System”, SETRL Villanova University, March 2013.



CABECERA 2-3

  • Siguenos en: